一（yī）文（wén）搞懂數控車床加工刀具補償功能

一、數控車床用刀具的（de）交換功能

1. 刀具的交換（huàn）

指（zhǐ）令格式一：T0101；

該指令為FANUC係統轉刀（dāo）指令，前麵的T01表示換1號刀，後麵的01表示（shì）使用（yòng）1號刀具（jù）補償。刀具號與（yǔ）刀補號可（kě）以相同，也可以（yǐ）不同。

指令格式二： T04D01；

該指令（lìng）為SIEMENS係統轉刀指令，T04表示換4號刀，D01表示使用4號刀的1號刀沿作為刀具補償（cháng）存儲（chǔ）器。

2. 換刀點

所謂換刀（dāo）點是指刀架自動轉位時的位置。

大部分數控車床，其換刀點的位置是任意的，換刀（dāo）點應選在刀具交換過程中與工件或夾具不（bú）發生幹涉的位置。還有一些機床的換刀點位置是一個固定點，通常（cháng）情況下，這些點選在（zài）靠近機床參考點的位置，或者取機床的第二參考點來作為換刀點。

二、刀具補償功能

1. 刀具補償功能的定（dìng）義

在數控編程過程中，為使編程工作更（gèng）加方便，通常將數控刀具的（de）刀尖假（jiǎ）想成一（yī）個（gè）點，該點稱為刀位點或刀尖點。

數控機床根據刀具實際尺寸（cùn），自動改變機床坐標軸或刀具刀位點（diǎn）位置，使實際加工輪廓和編程軌跡完全（quán）一致的功能，稱為刀（dāo）具補償（係統畫麵上為“刀具補正”）功能。

數控車床的刀具補償分為：

刀具偏移（也稱為刀具長度補（bǔ）償）

刀尖圓弧半徑補償

2. 刀位點的概念

所謂刀位點是（shì）指編製（zhì）程序（xù）和（hé）加工時，用於表示刀具（jù）特征的點，也是對（duì）刀和加工的基準點（diǎn）。  數控（kòng）車刀的刀位點。尖形車刀的刀位點通常是指刀具的刀尖；圓（yuán）弧形車刀的刀位（wèi）點是指圓弧刃的圓心；成形刀具的刀位點也（yě）通常是指刀尖。

三、刀具偏（piān）移補償

1. 刀具偏移的含義

刀具偏移是用來補償假定刀（dāo）具長度（dù）與基準刀具長度之長度差的功能（néng）。車床（chuáng）數控係統規（guī）定X軸與Z軸可同時實（shí）現刀具偏移。

刀（dāo）具幾何偏移：由於刀具的幾何形狀不同和刀具安裝位置不同而產生的刀具偏移。

刀具磨損偏移：由刀具（jù）刀尖的磨（mó）損（sǔn）產生的刀具偏移。

FANUC係統的刀具幾何偏移參數設置，如要進行刀具（jù）磨（mó）損偏（piān）移設置則隻需按下軟鍵[磨耗]即可進入相應（yīng）的設置畫麵。

圖中的代碼“T”指刀沿（yán）類型（xíng），不是指刀具號，也不是指刀補號。

2. 利用刀具幾何偏移（yí）進行（háng）對刀操作

（1）對刀操作的定義

調整每把刀的刀位點，使其盡量（liàng）重合（hé）於某（mǒu）一理想基準（zhǔn）點，這一過程稱為對刀。

（2）對刀操作的過程

1）手動操作加工端麵，記錄下（xià）刀位點的Z向機械坐標值。

2）手動操作加工外圓，記錄下刀位點的X向機械坐標值，停機（jī）測量工件直徑，計算出（chū）主軸中心的機械坐標（biāo）值。

 3）將X、Z值輸入相應的刀（dāo）具幾何偏移存儲器中。

（3）利用刀具幾何偏移進（jìn）行對刀操（cāo）作的實質

利用刀具（jù）幾何偏移進行對刀的實質（zhì）就是利用刀具幾何偏（piān）移使工件（jiàn）坐標係（xì）原點與（yǔ）機（jī）床原點重合。

3. 刀具偏移的應（yīng）用

利用刀具偏移功能，可以修整因對刀不正確或刀（dāo）具磨（mó）損等原因造（zào）成的工件加工誤差。

例：加工外圓（yuán）表麵時，如果外圓直徑比要求的尺寸大（dà）了0.2mm，此（cǐ）時隻需將刀具偏移存儲器中的X值減小0.2，並（bìng）用原刀具及原程序重新加工（gōng）該零件，即可修整該加工誤（wù）差。同樣（yàng），如出現Z方（fāng）向的誤差，則其修整辦法相同。

四、刀（dāo）尖圓弧半徑補償（G40、G41、G42）

1. 刀尖圓弧半徑補償的定義

在實際（jì）加工中，由於刀具產生磨損及精加工的需要，常（cháng）將（jiāng）車刀的刀（dāo）尖修磨成半徑較小（xiǎo）的圓（yuán）弧（hú），這時的刀位點為刀尖圓弧的圓心（xīn）。

為確保（bǎo）工件輪廓形狀，加工時不允許刀具刀（dāo）尖圓弧的圓心運（yùn）動軌跡與被加工工件輪廓重合，而應與工件輪（lún）廓偏移（yí）一個半徑（jìng）值，這種偏移（yí）稱（chēng）為刀尖圓弧半徑（jìng）補償。圓弧形車刀的刀刃半徑偏移也與其相同（tóng）。

2. 假想刀尖與刀（dāo）尖圓弧半徑

在理想狀態下，我們總是將尖形車刀的刀位點假想成一個點（diǎn），該點即為假想刀尖（圖中的A點）。

在對刀時（shí）也（yě）是以假想刀尖進行對刀。但實（shí）際加（jiā）工中的（de）車刀，由於工藝或其他要求，刀尖往往不是一（yī）個理想的點，而是一段圓弧（如圖中的BC圓弧）。

所謂刀尖圓（yuán）弧（hú）半徑是指車刀刀尖圓弧所構成的假想圓半徑（圖（tú）中的（de）r）。實踐中（zhōng），所有車刀均有大小不等或近似的刀尖圓弧，假想刀尖在實際加工中是不存在的。

3. 未使用刀尖圓弧半徑補償時的（de）加（jiā）工誤差分析

（1）加工台（tái）階麵（miàn）或端（duān）麵時，對加（jiā）工表麵的尺寸和形狀影響不大，但在端麵的中心位（wèi）置和台階的清角位（wèi）置會產生殘留誤差

（2）加工圓錐麵時（shí），對圓錐的錐度不會產生影響，但對錐（zhuī）麵（miàn）的大小端尺寸會產生較大的影響，通常情況下，會使外錐麵的（de）尺寸變大，而使內錐麵的尺寸變小。

（3）加（jiā）工圓弧時，會對圓弧的圓度和圓弧半徑（jìng）產生影響。

加工（gōng）外凸圓（yuán）弧時，會使加（jiā）工後的圓弧半徑變小

其值=理論輪廓半徑R–刀尖圓弧半徑r，。

加工內凹圓弧時，會（huì）使加（jiā）工後的圓弧（hú）半徑變大

其值=理論輪廓半徑R+刀尖圓弧半徑r，。

4. 進行刀具半徑補償時應注意的事項

（1）刀具圓弧半徑補償模式的建立與取消程序段（duàn）隻能在G00或（huò）G01移動指令模式（shì）下才有效。

（2）G41／G42不帶參數，其補償號(代表所用刀具對應的刀尖（jiān）半徑補償值)由T指令指（zhǐ）定。該（gāi）刀尖圓弧半徑補償號與刀具偏置補償號對應。

（3）采用切線切入方（fāng）式或法（fǎ）線切入方式建立或取消刀補。對於不便於沿工件（jiàn）輪廓線方向（xiàng）切向或法（fǎ）向切入切（qiē）出時，可（kě）根據（jù）情況增加一個過渡圓弧的輔（fǔ）助程序段。

（4）為了（le）防止在刀具半徑補償建立與（yǔ）取消過程中刀具（jù）產生過切現象，在建立與取消（xiāo）補償時，程序段的起始位置與終點位置最好與補償方向（xiàng）在同一側。

 （5）在刀（dāo）具補償模式下，一般不允許存在連續（xù）兩段以上的補償平麵內非移動指令，否則刀具也（yě）會出（chū）現過切等危險動作（zuò）。補償平麵非移動指（zhǐ）令通常指僅有G、M、S、F、T指（zhǐ）令的程序段（如G90、M05）及程序（xù）暫停程序段（G04 X10.0）。

 （6）在選擇刀尖圓（yuán）弧偏置（zhì）方向和刀沿（yán）位置時，要特別注意前置刀架和後置刀架的（de）區別。